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선문화건강정보 | 3층 구조로 설계된 뇌의 신비,변연계,대뇌피질

 
 
[이제는 삼랑선 문명 시대]
 
 
이번 호 ‘선문화건강정보’ 기사는 STB 동방신선학교 커리큘럼의 하나로 방영된 내용을 정리했습니다. 인체의 구성과 운용에 관련된 정보는 삼랑선三郞仙 문화의 이해를 위한 기본 요소라 할 수 있습니다. 건강 관리 증진에 도움이 되기를 기대합니다. 〈편집자 주註〉


3층 구조로 설계된 뇌의 신비


= STB동방신선학교 29회 상생라이프 <뇌, 자신을 알라> 3부
☞두뇌의 풍경을 결정하는 인간의 위격




안녕하세요. 응급의학과 전문의 하민석입니다. 신성을 밝히는 신전인 뇌의 인테리어를 오늘은 색다르게 조망해 볼까 합니다.
 
 
 

내 몸을 통제하는 뇌의 기능

 
경주 불국사의 석가탑 아시죠? 신라 경덕왕 때 화강암으로 축조한 석탑인데요. 이후에 세워지는 우리나라 석탑의 모본이 되는 기념비적인 3층 석탑입니다. 국보 21호 석가탑 속 사리함에서 ‘무구정광대다라니경無垢淨光大陀羅尼經’이 발견되었는데요. 이는 세계에서 가장 오래된 목판 인쇄물이기도 합니다.
 
 

3층 석탑 석가탑처럼 우리 몸의 컨트롤 타워, 브레인Brain(뇌腦)은 3층 뇌탑이에요. 기억과 학습 등의 이성 작용, 희로애락을 비롯한 감정 반응, 호흡과 호르몬 작용 같은 생명 현상 등 인간의 모든 정신 활동은 모두 3층 뇌탑 구조 안에서 이루어집니다. 뇌는 1층 뇌간腦幹(brainstem), 2층 대뇌변연계大腦邊緣系(limbic system), 3층 대뇌피질大腦皮質(cerebral cortex)의 한 지붕 세 가족 구조로 짜여져 있는데요. 이 순서를 밟아서 우리 뇌는 차곡차곡 진화해 왔습니다. 이는 태아의 뇌 발달 과정을 관찰해도 확인할 수 있어요.
 

태아의 뇌는 엄마 배 속에서 수정된 지 3주가 지나면서부터 발생하는데, 이때 가장 먼저 완성되는 것이 뇌간입니다. 이를 바탕으로 대뇌변연계가 형성되고, 이어서 대뇌피질이 발달해요. 뇌의 3층 구조는 서로 도움을 주고받으면서 뇌 전체의 기능을 수행해 나갑니다.
 


고도로 복잡한 인간의 뇌는 유기적으로 작동하기에, 명확히 세 개의 층으로 나뉘어 움직이는 것은 사실 불가능합니다. 그럼에도 불구하고 3층 구조로 뇌를 설명하는 까닭은, 그렇게 뇌를 바라보면 인간의 주요한 정신 활동인 생각, 감정, 무의식을 더 쉽게 이해할 수 있기 때문입니다.
 
 

생명뇌 : 뇌간

우선 뇌간에 대해서 알아볼게요. 뇌간은 뇌의 가장 깊숙한 곳에 자리 잡은 ‘생명뇌’입니다. 진화 단계상 파충류 시절부터 생겼으니 가장 나이가 많은 뇌입니다. 석가탑 사리함 속 세계 최고의 목판 인쇄물, 무구정광대다라니경 같은 존재죠. 이곳에서는 주로 호흡과 순환, 소화, 생식 등 생존에 필수적인 기능을 수행해요. 이것들은 모두 
 
 
인간이 의식적으로 조절할 수 없고, 조절해서도 안 되는 기능들
 
입니다. 뇌간은 생명을 직접 관리하기 때문에 대뇌피질의 명령 없이 자율적으로 움직입니다. 눈의 깜빡임이나 들숨과 날숨을 우리가 일일이 신경 쓰고 관리해야 한다고 생각해 보세요. 상상만 해도 뭔가 고되고 빡세죠?


뇌간이 외부의 방해를 받지 않고 정상적으로 돌아갈 때, 뇌 전체의 생명 현상도 아주 활발해집니다. 면역력과 자연 치유력 등 인체의 재생 능력이 활성화되고 건강이나 체력 면에서도 여러 가지 이로운 결과를 얻을 수 있어요.
 
 

감정뇌 : 변연계



뇌간과 이를 감싸고 있는 변연계는 모두 인간의 이성보다는 본능에 속하는 힘을 관장합니다. 그리하여 우리가 인위적으로 조절할 수도 없고 유도할 수도 없는 엄청난 에너지를 발휘해요. 뇌간의 주변부에 있어 변연계라 불리는 ‘감정뇌’는 진화 단계상 포유류 시절에 생긴 겁니다.
 


파충류의 뇌가 고작 생명 유지에 급급했다면, 포유류 정도의 고등동물 단계에서는 웃고 울고 화내고 기뻐하는 감정 반응을 할 줄 알게 된 것이죠. 변연계는 인간의 희로애락을 관장합니다. 특히 변연계에 있는 편도체扁桃體(amygdaloid body ; amygdala)는 좋고 싫음을 결정하며 정서적인 기억 과정에 참여합니다. 감정을 만들고 인식하는 일도 여기서 담당해요. 손원평 작가의 베스트셀러 『아몬드』는 감정을 느끼지 못하는 소년의 특별한 성장 이야기인데요. 아몬드처럼 생겨서 ‘아미그달라Amygdala’라고 불리는 편도체를 소설 제목에 상징적으로 담은 것이죠.

생각뇌 : 대뇌피질


대뇌의 전전두피질前前頭皮質(prefrontal cortex)과 변연계의 편도체는 밀접하게 연결되어 서로를 통제합니다. 시소처럼 하나의 기능이 활발해질 경우 다른 쪽 기능은 저하돼요. ‘감정뇌’인 변연계는 ‘생각뇌’인 대뇌피질에 의해 짓눌리고 억압당하기 쉽습니다. 생긴 지 고작 4백만 년 정도 된 대뇌피질이 2억 년 전부터 있었던 대뇌변연계를 쪼아 대는 것이죠. 쪼그라들어 있는 
 
변연계를 위해 우리가 할 수 있는 일은 과거의 부정적인 감정을 정화하고 긍정적인 감정을 강화하는 일이에요. 우리가 이 작업을 얼마나 성공적으로 해내는지에 따라, 대뇌피질의 창조성과 뇌간의 생명 활동은 눈부시게 그 빛을 뿜어낼 겁니다.
 


뇌의 가장 바깥쪽을 둘러싸고 있는 대뇌피질은 모든 동물 중 인간에게서 가장 발달된 부위예요. ‘생각뇌’답게 여기서는 언어를 토대로 기억하고 분석하고, 종합하고, 판단하고, 창조하는 인간만이 할 수 있는 두뇌 활동이 이루어집니다. 또 오감五感이라는 매개체를 통해 외부의 사물이나 현상과 접촉하고, 거기서 입수한 정보를 시시각각 대뇌피질 안쪽의 변연계로 전달해요.

뇌간이 무의식적으로 작동하는 뇌라면, 대뇌피질과 변연계는 인간의 의식이 개입하여 작동됩니다. 따라서 대뇌피질과 변연계에 관한 한, 뇌의 주인인 우리의 역할이 절대적으로 중요해요. 우리의 지시와 선택에 따라서 뇌의 풍경이 천차만별로 전혀 다르게 펼쳐집니다.


지구 별의 생명체 가운데 뇌의 3층 구조와 기능을 인간만큼 뚜렷하게 발휘하며 살아가는 존재는 없습니다. 부단한 정진으로 이 3층 뇌탑을 잘 운용하여 천지의 열매인 인간의 위격을 여러분들이 찬란하게 드러내시길 축원하며 오늘의 제 이야기를 줄이겠습니다. ■
 
 

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Posted by 북두협객
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출산율 하락과 고령화 문제, 바닥없이 추락하는 대한민국 출산율 저출산,탕핑족

 

 

 

바닥없이 추락하는 대한민국 출산율



4분기 합계출산율 0.6명대 예상
한⋅중⋅일의 똑같은 미래
개도국도 저출산 고령화 추세

출산율 줄고 인구도 줄어


통계청에 따르면 지난 9월 출생아 수는 18,707명이다. 지난해 같은 달에 비해 3,211명, 14.6%가 줄어들었다. 열두 달 연속 1년 전 대비 최저 기록이자, 역대 최대 감소율이다. 이에 따라 지난 3분기 여성 한 명이 평생 낳을 것으로 예상되는 자녀 수를 뜻하는 합계출산율이 0.7명으로 집계됐다. 역대 3분기 기준 최저 기록이자 지난 2분기에 이어 2개 분기 연속 최저 기록이다. 통상 연말로 갈수록 출생아 수가 적어진다는 점을 감안하면 다음 4분기에는 0.6명대로 추락할 것으로 예상된다. 통계청은 다만 지난 1분기 합계출산율이 0.81명이었기 때문에 연간 0.7명 선은 무너지지 않을 것으로 보고 있다.

반면에 고령층 인구가 점점 늘면서 사망자 수는 꾸준히 증가하는 추세가 이어지고 있다. 출생아는 줄고 사망자는 늘어나는 탓에 3분기에만 인구가 30,350명이 자연 감소했다([출생아 수]–[사망자 수]). 이미 9월까지 인구는 82,382명이 자연 감소한 상태다. 이 같은 추세라면 올해 말까지 인구가 10만 명 이상 감소할 것이 유력하다.

 

출산율 0.6의 의미


4분기 출산율로 예상되는 0.6은 어떤 의미일까. 만약 남녀 100명의 부모 세대가 있고 합계출산율 0.6을 계속 유지한다면, 1세대 부모는 50쌍의 부부를 이룰 것이고 30명의 자녀를 출산할 것이다. 2세대 남녀는 15쌍의 부부를 이룰 것이고 9명의 자녀를 출산할 것이다. 9명의 자녀가 100명의 조부 세대를 부양하게 되는 것이다. 이는 청년 한 명당 12명의 윗세대를 부양하는 것이다. 그리고 한 세대가 더 진행될 경우 다음 세대는 약 3명이 된다.


중국과 일본의 저출산 고령화


한국이 전철을 밟아 가고 있는 일본. 일본은 2005년부터 전체 인구가 감소한 데다, 2023년 올해 말엔 무려 80만 명이 줄 것으로 예상한다. 이미 초고령화 사회에 진입한 일본에 요즘 비상이 걸렸다고 한다. 내년 단카이 세대(1947~49년 출생)가 모두 중증 질환에 노출되기 쉬운 75세를 넘어 의료 수요 폭증이 예상되기 때문이다.

일본의 65세 이상 인구 비율이 지난해 기준 29.3%, 75세 이상은 15.7%다. 노인 인구는 계속 늘어나 2040년 65세 이상이 35.3%, 75세 이상이 20.2%에 도달할 전망이다. 우리나라는 2025년 65세 이상 인구가 20.6%를 기록해 초고령 사회가 된다. 2017년 고령 사회에 진입한 후 8년 만이다. 2035년 30.1%로 일본(32.8%)을 바짝 쫓고, 2050년 40.1%로 일본을 역전할 전망이다.

이웃 나라 중국도 출산율 추락으로 긴장하고 있다. 지난해 출산율은 1.09로 역대 최저를 기록했다. 지난해 중국의 출생아 수는 956만 명으로 1949년 건국 이후 처음 1,000만 명대를 밑돌았다. 올해는 이보다 10% 이상 줄어들며 가까스로 800만 명대에 머물 것으로 전망된다. 이는 신생아 수가 5년 만에 40%나 줄어든 것이다. 부진한 경기 회복세와 심각한 취업난 등으로 장래를 기약할 수 없는 청년층이 결혼 및 출산을 기피하는 영향이 큰 것으로 보인다.

중국의 저출산은 다른 나라들과 달리 ‘한 가정 한 자녀 정책’에 따른 기형적 성비性比 문제가 또 다른 악재로 작용하고 있다. 중국의 20~39세 가임기 여성의 숫자는 2030년이면 지금보다 20%가량 줄어들 것으로 추산된다. 출산이 가능한 여성 자체가 적어진다는 점에서 중국의 출산율 하락세는 더욱 가팔라질 것으로 보인다.

점점 빨라지는 개도국들의 저출산 고령화 사회 진입 속도


브라질 등 남미⋅아시아 개도국(개발 도상국)에서도 나이가 들어 일자리를 떠난 은퇴 인구는 지속해서 증가하고 있는 데 반해, 출산율 저하와 기대수명 연장 등으로 일할 사람은 줄어드는 현상이 심화되고 있다. 영국과 미국은 여성 1인당 출산율이 6명에서 3명 미만으로 떨어지는 데 각각 95년과 82년이 걸렸지만 터키는 27년, 브라질은 26년, 중국은 11년밖에 걸리지 않았다. 이미 오래전부터 고령화 시대에 대비해 온 선진국과는 달리 이들 개도국은 변화하는 고령화 추세에 신속히 대응하지 못하고 있다.

인구 절벽 미래 절벽


저출산 문제는 독립적으로 바라볼 수 없는 문제다. 우리 사회가 갖고 있는 모든 문제의 마지막 결과물이라고 볼 수 있기 때문이다. 그래서 문제 해결의 방법도 출산 그 자체를 장려하는 데 있지 않다. 이것은 마치 기업 가치가 떨어져서 주식값이 추락하고 있는데 주식을 매입해서 주식값을 올리겠다는 생각이나 다름없다. 반대로 생각해 보면 주식값이 그 기업의 미래 가치를 반영하는 것처럼 저출산 문제의 심각성은 우리의 미래가 그만큼 병들어 있음을 보여 준다. 그래서 저출산 문제를 겪는 나라에서는 당연하게도 청년 세대의 좌절이 터져 나오고 있다.

중국 공산당은 인터넷 포털 사이트에서 ‘탕핑躺平족’이라는 단어를 검색 금지시켰다. 탕핑족은 글자 그대로 늘 몸을 반듯이 누이고 아무것도 안 하는 사람들을 뜻한다. 그러나 검색 금지를 시킨다고 문제가 해결될 리 없다. 중국의 극심한 취업난으로 탕핑족은 계속 속출하고 불투명한 미래에 불만이 누적되고 있다. 이보다 앞서 대만에선 2000년대 초부터 불혼不婚⋅불생不生⋅불양不養⋅불활不活, 즉 사불四不이란 말이 유행했다. 청년들이 결혼⋅출생⋅양육, 나아가 삶을 포기하는 세태를 빗댄 신조어지만 지금까지 변함없이 회자되고 있다.

일본에도 모든 것을 체념한 ‘사토리 세대’가 있다. ‘사토리’는 ‘달관하다, 깨닫다.’ 등의 의미를 담고 있다. 사토리 세대는 연애도 소비도 여행도 흥미가 없다. 때문에 일본 정부는 돈과 명예욕, 출세 등에 아예 관심을 끊은 채 득도한 것처럼 최소한의 욕망만을 갖고 살아가는 사토리 세대들을 위한 정책 마련에 골치를 앓고 있다. 모두 우리나라의 ‘N포 세대’와 비슷한 말들이다.

‘인구 절벽’은 ‘미래 절벽’이다. 미래가 끊어지고 있다. 그런데 누구나 문제는 알지만 아무도 해결하지 못하고 있다. 기존의 과도한 경쟁, 갈등 구조, 상극 질서 아래서는 답을 찾을 수 없기 때문이다. 증산甑山이 증산增産*이라는 태모님 말씀이 있다. 저출산, 인구 문제를 돌아보며 새로운 법, 상생의 질서가 나와야 사람과 새로운 미래를 생산할 수 있다는 태모님의 말씀이 마음에 울린다. (이강희 객원기자 / 본부도장)

*증산增産 : 생산生産이 늚, 또는 생산生産을 늘림.

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이스라엘 vs 팔레스타인 갈등의 역사, 다시 불붙는 잔혹한 보복전쟁

 

다시 불붙는 잔혹한 보복전쟁



2014년 ‘50일 전쟁’의 피해 규모 넘어
이스라엘 초대 대통령이자 화학자 ‘바이츠만’
평화를 향해 내딛은 한 걸음 〈오슬로협정〉

2023년 이팔전쟁


2014년에 발발한 ‘50일 전쟁’(제3차 가자 전쟁) 이후 9년 만에 이스라엘과 팔레스타인 간의 전쟁이 다시 불붙었다. 현지 시간 10월 7일 오전 6시 30분쯤부터 이스라엘 남부에 수백 발의 로켓이 떨어졌다. 팔레스타인 가자 지구(Gaza Strip)를 통치하는 무장 정파 하마스Hamas는 성명을 통해 포격의 배후를 자처하면서 “우리는 이스라엘의 범죄를 끝장내기로 결정했다.”라며, “책임을 지지 않는 그들의 광란은 이제 끝났다.”라고 말했다. 하마스는 이어 “‘알 아크사 홍수’(Al-Aqsa flood) 작전을 선언한다.”라며 “첫 20분간 사격을 통해 5천 발 이상의 로켓포를 쐈다.”라고 주장했다. 알 아크사는 예루살렘에 있는 이슬람 3대 성지이자, 유대교 성지이기도 하다. 지난 4월엔 경찰이 사원을 찾은 팔레스타인 주민을 체포하면서 폭력 사태가 벌어졌다. 이런 통제와 폭력 등 이스라엘 측의 탄압이 쌓이고 쌓였다는 게 하마스가 내세운 표면적인 명분이다.

이에 베냐민 네타냐후Benjamin Netanyahu 이스라엘 총리는 8일 “악의 도시에서 하마스가 있는 모든 곳, 하마스가 숨어 있는 모든 곳, 활동하는 모든 곳을 폐허로 만들 것”이라며 강력한 보복 공격을 경고했다. 아이작 헤르조그Isaac Herzog 이스라엘 대통령은 12일 “하마스의 척추(등뼈)가 부러질 때까지 싸울 것”이라고 말했다. 그리고 이스라엘은 하마스의 근거지인 팔레스타인 가자 지구에 대대적인 공습을 계속하며 지상군을 투입해 작전을 확대하고 있다. 분쟁이 시작된 지 닷새 만인 11일 전체 사망자가 2,100명을 넘어 2014년 ‘50일 전쟁’ 때의 피해 규모를 넘어서고 있다.

2014년 ‘50일 전쟁’지난 2014년 이스라엘 10대 3명이 숨지면서 시작된 이른바 ‘50일 전쟁’에서 SNS에 퍼진 한 장의 사진이 사람들에게 충격을 줬다. 바로 ‘스데롯 시네마Sderot cinema’라는 별칭이 붙은 사진이다. 사진 속에서 밝은 표정의 이스라엘 스데롯 마을 주민들은 삼삼오오 언덕에 의자를 놓고 앉아 먼발치에서 반짝이는 풍경을 구경하고 있다. 여름밤의 불꽃놀이가 아니다. 반짝이는 불빛은 가자 지구에 퍼부어지는 이스라엘군 폭격의 섬광이다. 팔레스타인계 무장단체 하마스의 포탄 위협에 불안해하던 주민들은 그 광경에서 나름의 통쾌함을 느낀 것이다. 동시에 이 장면은 지배국의 국민들이 사실상 무차별적인 폭격으로 민간인들이 학살당하는 현장에 환호하는 모습이기도 하다.


2014년 7월, 이스라엘 스데롯 마을 주민들이 언덕에서 가자 지구에 쏟아지는 폭격을 웃으며 바라보고 있다. 이 사진은 현장을 취재하던 기자가 실시간으로 트위터에 올려 큰 반향을 일으켰다. (출처 : 트위터 캡처)

당시 이스라엘군은 낮은 콘크리트 건물과 좁은 골목이 난립한 가자 지구 동부 슈자이야 지역으로 밀고 들어갔고, 하마스는 자동포와 대전차 미사일, 로켓 추진 수류탄으로 집중포화에 나섰다. 하마스는 고장으로 멈춰 선 이스라엘 장갑차에 대전차 미사일을 발사해 7명의 이스라엘 병사를 죽였다. 이에 이스라엘 포병 대대는 600발의 포탄을 발사했고, 그다음 날 이스라엘군 전투기는 그 지역에 1톤 폭탄 100발을 투하했다. 한 팔레스타인 주민은 당시 AP 통신에 “지옥의 문이 열렸고, 파편이 창문을 통해 들어왔다.”라고 말했다.

‘50일 전쟁’은 결국 이스라엘과 하마스가 무기한 휴전에 합의하면서 끝났다. 팔레스타인 사망자가 2,143명에 이르는 등 팔레스타인이 일방적으로 막대한 피해를 입었다. 하지만 하마스는 가자 지구 봉쇄 해제와 관련해 큰 소득을 얻지 못해 가자 지구 현실은 사실상 원점으로 돌아갔다. 당시 이스라엘 총리는 베냐민 네타냐후 현 총리였다. 이스라엘과 하마스는 2021년에도 전투를 벌였으나 가자 지구에서의 지상전은 없었다.

하마스가 전쟁을 벌인 이유


이스라엘 정부는 23일 텔아비브Tel Aviv의 군사기지에서 취재진 200명을 대상으로 43분 분량의 영상을 상영했다. 영상에는 하마스가 복부에 피를 흘린 채 몸부림치는 한 남성의 목을 농기구로 베려고 반복적으로 시도하는 끔찍한 장면이 찍혔다. 동남아시아계로 보이는 이 남성은 농촌의 외국인 노동자로 보인다고 이스라엘 현지 매체인 〈타임스 오브 이스라엘〉(The Times of Israel)은 전했다. 또 다른 영상에는 머리가 심하게 훼손된 채 일부가 불탄 여성의 시신이 자신의 가족인지 확인하려는 한 이스라엘 여성의 모습이 담겼다. 사망한 여성은 속옷이 벗겨지고 겉옷은 허리까지 들어 올려져 있었다. 미키 에델스타인 이스라엘군 소장은 상영이 끝난 뒤 취재진에게 강간 피해의 증거를 확보했다고 밝혔다.

하마스는 무엇 때문에 이렇게 잔인하고 무모한 공격을 감행했던 것일까. 이스라엘 내 팔레스타인 자치지구는 비교적 온건파인 팔레스타인 자치정부(PA : Palestinian National Authority)가 통치하는 요르단강 서안 지구(West Bank)와 무장세력 하마스가 지배하는 가자 지구(Gaza Strip) 두 곳이다. 그중 가자 지구는 세종시만한 면적(360㎢)에 인구 230만 명이 넘는 밀집 지역이다. 이스라엘이 둘레에 분리 장벽을 세우면서 ‘지상 최대의 지붕 없는 감옥’이라고도 불린다. 생필품은 물론 전력 공급도 통제되어 이곳은 극심한 경제난을 겪고 있다.

그런데 최근 중동에 평화 분위기가 조성되고 있었다. 이스라엘은 지난 2020년 이슬람권 국가인 바레인, 모로코 아랍에미리트와 아브라함협정(Abraham Accords)을 맺고 관계를 정상화했으며, 최근에는 미국의 중재로 사우디아라비아와 관계 개선에 나섰다. 이 과정에서 입지가 좁아진 하마스가 제동을 걸려는 의도라는 분석이 나오고 있다. 이스라엘과 사우디의 화해가 못마땅한 이란의 배후설이 나오는 이유기도 하다.

피상적 측면에서 볼 때 하마스는 이스라엘에 맞서 투쟁을 벌이는 무장단체이지만, 동시에 자신들의 근거지에서 일정한 영향력과 세력을 유지 확대함으로써 생명력을 존속시켜 나가는 정치단체이기도 하다. 이 점에 주목해 본다면, 그간 자신들을 지원해 왔던 사우디아라비아 등 아랍권 국가들의 대對이스라엘 평화 무드가 하마스 입장에서는 정치적 입지의 축소 약화로 이어질 수 있어 결코 환영할 만한 일이 아니다. 따라서 그들이 무모할 정도로 공격적인 행동을 보이는 이유는 이스라엘과의 극단적 대립을 조장하여 교전과 공방이 확대되는 만큼 팔레스타인인들의 보복 심리와 결속도 함께 확산되는 상황이 이어질 것이고, 그 결과로 하마스는 반사적인 정치⋅경제적 실리를 취할 여지가 높기 때문이다. 불가피하게 전쟁을 택할 수밖에 없는 것으로 보이는 이스라엘 네타냐후 측도 사실은 이번 전쟁을 내부 정치의 갈등 국면을 전환시킬 기회로 삼고 있어 하마스와 서로 ‘적대적 공생 관계’에 있다는 평가도 받고 있다.

이스라엘 건국의 아버지 바이츠만


1906년 32세의 젊은 유대인 과학자 하임 바이츠만Chaim Weizmann은 나이가 26세나 많은 전 영국 수상 아서 밸푸어Arthur Balfour에게 이렇게 말했다. “누가 선생께 런던 대신 파리를 준다면 받으시겠습니까?” 벨푸어는 웃으며 답했다. “하이츠만 박사, 우리에겐 이미 런던이 있소.” 바이츠만이 바로 반박했다. “그렇지요. 한데 우리에게는 예루살렘이 있었죠. 런던이 늪지대였을 때 말입니다.” 이상의 대화가 진행된 시기는 1906년이다. 수상 자리에서 물러난 벨푸어와 바이츠만의 만남은 역사를 바꿨다.


이스라엘의 초대 대통령 하임 아즈리엘 바이츠만Chaim Azriel Weizmann (출처 : 위키백과)

하임 바이츠만, 그는 화학자이자 열렬한 시오니즘* 운동가이며 건국의 아버지로 불리는 이스라엘 초대 대통령이다. 영국은 1차 세계대전 중 독일 잠수함의 봉쇄로 화약 원료인 칠레초석(Chile saltpeter) 수입이 끊겨 탄약과 폭탄 부족에 직면했다. 폭탄 제조에 필수적인 아세톤을 나무에서 추출하는 방법이 있었지만 생산량이 워낙 소량인데다 영국은 늘 목재가 귀한 나라였다. 바이츠만은 녹말에서 아세톤을 뽑아내 고성능 탄약 원료를 생산하는 기술을 찾아 벨푸어가 전쟁 장관으로 재임하던 영국 정부에 넘겼다. 영국을 위기에서 구한 것이다. 이러한 바이츠만의 공로가 1917년 영국의 이스라엘 건국 지원 약속인 벨푸어선언(Balfour Declaration)으로 이어졌다.

*시오니즘Zionism : 고대 유대인들이 고국 팔레스타인에 유대 민족국가를 건설하는 것을 목표로 한 유대민족주의 운동. (출처 : 두산백과)



하나의 땅에 두 민족


일각에선 이번 분쟁으로 1993년 미국 등의 중재로 요르단강 서안과 가자 지구에서 팔레스타인 자치권을 인정한 오슬로협정 이전으로 상황이 악화할 수 있다는 관측마저 나오고 있다. 여기서 오슬로협정이란 무엇일까. 또 이스라엘과 팔레스타인은 왜 이렇게 싸울 수밖에 없는 것일까. 이스라엘 건국과 함께 시작된 갈등은 어떻게 흘러왔는가.

1917년 영국 외무장관 밸푸어는 독일 제국에 대항할 유대인 공동체가 생기길 바라며 팔레스타인에 유대인을 위한 민족국가를 수립하는 데 동의한다고 선언했다. 그러나 제1차 세계대전이 끝난 뒤 영국의 위임 통치령이 됐던 팔레스타인의 주민 90%는 아랍인이었다. 두 번의 세계대전 사이에 시온주의 운동을 추진하고 히틀러의 홀로코스트를 피하려는 수많은 유대인이 팔레스타인으로 모여들면서 유대인 인구가 10%에서 30%로 늘어나게 됐다. 이때부터 아랍인과 유대인이 충돌하기 시작했다.

문제는 그뿐만이 아니었다. 밸푸어 선언 2년 전인 1915년, 이집트 주재 영국 고등판무관 A.H.맥마흔McMahon이 아랍의 정치 지도자 후세인 빈 알리Hussein bin Ali에게 “오스만 제국에 대항해 싸우면 아랍의 독립을 지지하겠다.”는 약속(맥마흔선언)을 했다는 점이었다. 인구의 90%가 아랍인인 땅에 유대 국가의 건설을 약속한 것만으로도 후폭풍이 클 수밖에 없었는데, 유대인과 아랍인에게 모순되는 두 개의 약속까지 했던 것이다. 영국은 2002년에야 ‘밸푸어 선언이 명예롭지 못한 결정’이었다며 사과했다.

독립 국가 수립을 둘러싸고 혼란이 이어지자 아랍인들은 대규모 반란을 일으켰고 유대인들은 영국에 테러를 가했다. 양쪽으로부터 거센 반발에 직면한 영국은 팔레스타인 문제에서 손을 뗐다. 1945년 이후 팔레스타인을 관할하던 UN(국제연합)은 1948년 5월 14일, 팔레스타인 분할안에 근거해 이스라엘 건국을 선언한다.

이에 아랍인들은 “유대인들에게 우리 땅을 주는 건 받아들일 수 없다.”며 강하게 반발했고, 이스라엘을 향해 전쟁을 선포했다. 이것이 제1차 중동전쟁이다. 아랍연맹과 이스라엘이 맞붙은 이 전쟁은 이스라엘에게 압도적으로 불리했다. 그러나 아랍연맹 사이의 심각한 파벌 다툼과 혼란스러운 지휘 체계는 이스라엘의 ‘기적’으로 이어졌다. 그 결과 이스라엘은 팔레스타인 위임통치령 면적의 약 78%를 차지하게 된다. 기존 팔레스타인 지역에 살던 70만여 명의 아랍인들은 졸지에 난민이 돼 가자 지구⋅서안 지구로 향하거나 주변 이슬람 국가로 망명해야 했다.

이어진 제3차 중동전쟁(6일 전쟁)에서는 이스라엘이 가자 지구, 요르단강 서안 지구, 동예루살렘, 시리아 골란고원, 이집트 시나이반도 등 나머지 팔레스타인 지역마저 점령했다. 이후 이스라엘은 가자 지구, 서안 지구 등을 자국 영토로 만들기 위해 대규모로 유대인 정착촌을 건설했다. 이러자 주거지에서 쫓겨나 난민으로 전락할 위기에 놓인 아랍인들은 강력한 저항에 나섰고, 이런 배경에서 결성된 것이 PLO(팔레스타인해방기구)이다.

PLO는 자치정부 수립을 목표로 계속 이스라엘과 무력 투쟁을 벌였다. 특히 1969년 PLO 의장으로 선출된 야세르 아라파트Yasser Arafat는 항공기 납치, 뮌헨올림픽 이스라엘 선수단 살해, 자살 폭탄 테러 등 서방국가에 대한 무차별 테러를 통해 팔레스타인 문제를 국제적 이슈로 이끌어 냈다. 그러나 한편으로 지나치게 강경한 방식은 국제사회의 비판 대상이 됐고, 아라파트는 PLO를 인정받는 대신 이스라엘 이외의 국제 테러에 개입하지 않는 온건 노선으로 돌아서게 된다.

라빈 총리가 남긴 평화의 씨앗, 오슬로협정


이후에도 이스라엘과 팔레스타인은 반목을 계속했지만, 아라파트의 온건 노선은 평화의 씨앗을 남겼다. 1988년 아라파트는 독립을 선언하면서 ‘2국가 공존 방식’의 국가 건설에 착수했다. 이스라엘의 존재를 인정하기로 한 것이다. 대부분의 팔레스타인 독립운동 세력이 동참했고, 세계적인 지지와 승인도 이어졌다. 이스라엘에서도 계속되는 전쟁에 진절머리를 내는 여론이 높아지면서, 1992년 이스라엘 총선에서는 ‘온건파’ 이츠하크 라빈Yitzhak Rabin을 당수로 하는 노동당이 승리, 권력을 잡게 된다.

라빈 총리와 아라파트 PLO 의장은 1993년 빌 클린턴Bill Clinton 미국 대통령 중재로 오슬로협정(Oslo Accords)을 체결했다. 오슬로협정에는 엄청난 상징성이 있었다. 이스라엘과 팔레스타인이 서로를 대화 상대로 인정하는 내용이었기 때문이다. 이 협정으로 팔레스타인은 요르단강 서안 지구와 가자 지구를 영토로 하는 자치정부를 구성했다. 중동에서의 평화 무드를 만든 오슬로협정으로 라빈 총리와 아라파트 PLO 의장, 이스라엘 외무장관 시몬 페레스Shimon Peres는 1994년 12월 노벨평화상을 공동 수상하기까지 했다.

그러나 평화는 오래가지 않았다. 오슬로협정이 체결되고 얼마 되지 않은 1995년 11월 4일, 라빈 총리는 유대인 극단주의자의 손에 암살됐다. 팔레스타인에서도 1988년 아라파트의 독립 방식에 동의하지 않았던 하마스가 이스라엘을 향해 자살 폭탄 테러를 벌이는 일이 발생했다. ‘약속의 땅’을 무도한 팔레스타인에게 조금도 내줄 수 없다는 이스라엘의 극단파와, ‘침략자’ 이스라엘을 지도에서 지워 버리겠다는 하마스의 대립은 평화 협상의 판을 깼다.

평화는 그냥 오지 않는다

“27년간 군인으로 조국을 위해 복무한 저는
이제 죽음도, 부상도, 피 흘림도, 고통도 없는 전투에 나섭니다.
이 평화를 위한 전투야말로
우리 모두가 기쁘게 참여할 수 있는 유일한 전투입니다.”
〈오슬로협정 이후 이스라엘 이츠하크 라빈 총리 미 의회 연설의 일부〉



라빈 총리의 말처럼 평화는 그냥 오지 않는다. 평화도 전쟁처럼 적극적인 노력과 용기가 필요하다. 나를 아프게 하는 이물질을 조개가 적극적으로 끌어안아 진주를 만들어 내는 것처럼 갈등하는 민족이 서로를 껴안아 이스라엘이 세계의 화약고에서 진주 같은 평화의 상징이 되기를 바란다. (이강희 객원기자 / 본부도장)


 

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Posted by 북두협객
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인류에 빛을 선사한 과학혁명

본부 김덕기

들어가는 말


이탈리아를 중심으로 르네상스를 꽃피운 이후 서양은 과학혁명을 통해 자연에 대한 새로운 탐구를 시작했습니다. 그리고 이를 바탕으로 산업혁명을 통해 사회와 경제에 큰 변화를 일으켰으며, 시민혁명을 통해 민주화를 이루었습니다. 과학혁명은 인류 문명이 더 높은 차원으로 도약을 할 수 있는 발판이 되었습니다. 이번 호에서는 과학이 밝혀낸 자연법칙을 음양의 관점에서 알아보겠습니다.


전기의 물리학



총성 없는 전기 전쟁, 커런트 워


서양은 서로마 제국이 멸망한 후 약 천 년 동안 중세 암흑기(476년~1453년)를 맞았습니다. 오로지 기독교 신학을 절대적인 삶의 잣대로 삼았던 그들을 깨운 건 최대의 적이었던 오스만 제국이었습니다. 1453년 오스만 제국이 동로마 제국의 수도였던 콘스탄티노플을 점령하자 그리스 로마 문화를 간직해 온 수많은 학자들이 서유럽으로 대거 망명했습니다.

이탈리아를 중심으로 문화⋅예술 부흥(Renaissance, 14~16세기)을 꿈꿨던 르네상스인들은 고대의 학문과 예술에 다다르기 위해 그리스 원전들을 연구했습니다. 그 결과 고대 그리스 시대, 헬레니즘 시대, 로마 시대의 과학이 새롭게 도입되었습니다. 특히 ‘자연 세계가 수학으로 표현될 수 있다.’는 플라톤의 믿음과 이슬람 세계로부터 전해 온 마술주의가 만나서 탄생한 신플라톤주의는 우주의 힘을 조직하는 열쇠를 수학에서 찾았습니다. 그 결과 수학은 과학혁명(16~17세기)의 발생에 중추적인 역할을 했습니다. 1543년 코페르니쿠스가 『천구의 회전에 관하여』를 출간하여 우주의 중심이 태양임을 선언함으로써 시작된 과학혁명은 1687년 뉴턴의 『자연철학의 수학적 원리』로 종결되었습니다.*1)

*1) 「위키백과」 ‘과학혁명’ 참고



과학은 현상을 연구하고 새로운 지식을 구축할 때 수학적이며 기계적인 방법과 실험적이고 경험적인 방법을 사용했습니다. 과학적 방법은 기술혁신과 새로운 제조 공정으로의 전환을 불러일으켜 영국을 중심으로 1차 산업혁명(18세기 중반~19세기 초반)이 일어나는 데 주도적인 역할을 했습니다. 제2차 산업혁명은 제1차 세계대전 직전(1870~1914년)에 일어났습니다. 미국과 독일이 전기를 중심으로 화학, 철강, 자동차, 석유 산업 등에서 혁신을 이루었습니다.*2)

*2) ‘1970년대에 시작된 제3차 산업혁명(디지털 혁명)은 아날로그 전자 및 기계 장치에서 현재 이용 가능한 디지털 기술에 이르는 기술의 발전을 가리킨다. 제4차 산업혁명은 기술이 사회와 심지어 인간의 신체에도 내장되는 새로운 방식을 대표하는 디지털 혁명 위에 구축되고 있다.’ (「위키백과」 ‘제4차 산업혁명’ 참고) 미래학자들은 제5차 산업혁명을 초과학의 비약적인 발전과 더불어 인간의 영적 혁명이 될 것으로 전망하고 있다.



우리나라에서 2019년 개봉한 영화 ‘커런트 워(The Current War)’는 2차 산업혁명이 일어나던 1890년대 후반에 전기電氣의 표준 송전 방식을 두고 벌어진 역사적인 대결을 그리고 있습니다. 노력의 천재 에디슨Thomas Alva Edison(1847~1931)은 직류直流를 주장했고, 상상력의 천재 테슬라Nikola Tesla(1856~1943)는 교류交流를 주장했습니다.

영화 ‘커런트 워(The Current War)’

하지만 에디슨이 주장한 직류는 직류 발전소 주변 0.8킬로미터까지만 송전할 수 있었습니다. 물론 고압으로 전압을 높이면 되지만, 전선의 재료인 구리를 굵게 만들어야 해서 효율성이 떨어졌습니다. 비싼 뉴욕 땅에 직류 발전소를 촘촘히 짓는 것도 비용상 문제가 컸습니다. 반면 테슬라가 주장한 교류는 전압을 쉽게 바꿀 수 있었습니다. 그래서 먼 거리를 고압으로 송전한 뒤 각 가정에 전압을 낮춰 공급할 수 있었습니다. 때마침 교류 변압기 특허를 사들인 웨스팅하우스George Westinghouse(1846~1914)는 테슬라의 교류 모터를 사용해서 완벽한 교류 송전 시스템을 선보였습니다.

커런트 워는 교류의 승리로 끝이 났지만, 과학 기술이 발전하면서 새로운 국면을 맞고 있습니다. 직류를 고압으로 바꿀 수 있는 반도체 소재가 개발되어 촘촘한 직류 발전소와 구리 전선을 많이 사용하지 않고도 초고압으로 손실 없이 직류 송전을 할 수 있게 되었습니다. 그리고 전압 변화가 없어야 하는 첨단 제품들이 늘어나면서 경제적이지만 송전 손실이 높은 교류 대신 직류가 다시 주목을 받고 있습니다.

음양으로 본 직류와 교류


전기는 우리 삶에 없어서는 안 될 필수 요소입니다. 하지만 그동안 전자 제품의 사용이 많지 않았던 이유는 전기를 사용하려면 전깃줄에 연결해야 했기 때문입니다. 그러다 최근 들어 전기를 충전할 수 있는 건전지 기술이 발전하면서 전자 기기의 수요가 폭발적으로 증가했습니다.

전류는 전하를 띤 입자가 이동하는 현상입니다. 전기 에너지는 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는데, 이때 세기와 방향이 일정한 전류를 ‘직류直流(DC: Direct Current)’라고 합니다. 직류는 1800년, 이탈리아의 과학자 알레산드로 볼타Alessandro Volta(1745~1827)가 볼타전지를 발명하면서 그 기초를 닦았습니다. 그 후 토머스 에디슨은 19세기 후반에 직류(DC) 시스템을 상업적으로 선보였습니다. 직류의 대표적인 예가 건전지에 저항을 연결해서 만든 회로입니다. 이 회로를 흐르는 전류는 항상 크기가 일정하고 방향도 변하지 않아서 안정적입니다. 컴퓨터, 스마트폰 등 대부분의 전자 기기가 내부적으로 직류를 사용합니다. 전기를 효율적으로 사용해야 하는 데이터 센터와 전기차의 충전도 직류를 활용합니다.

이에 비해 가정에서 사용하는 전기는 시간에 따라 전류의 세기와 방향이 주기적으로 바뀝니다. 증기로 터빈을 돌리는 화력발전소, 바람으로 프로펠러를 돌리는 풍력발전소 등 회전 운동을 이용하는 발전기에서 만들어져서 회전 방향에 따라 전류의 방향이 계속 바뀌기 때문입니다. 이런 전류나 전압을 ‘교류交流(AC: Alternating Current)’라고 합니다. 교류는 1831년, 마이클 패러데이Michael Faraday(1791~1867)가 전자기 유도 원리를 발견하면서 그 기초 개념이 탄생했습니다. 그 후 과학자 조지프 헨리Joseph Henry(1797~1878)는 패러데이의 이론을 발전시켜 처음으로 실용적인 교류 발전기를 만들었고, 니콜라 테슬라는 교류의 효율성을 극대화하는 기술을 개발하여 교류 시스템의 기반을 닦았습니다. 대부분의 가정용 전기 기기와 산업용 장비는 교류를 기반으로 작동합니다.

브라운관을 사용해서 전류나 전압의 시간적인 변화를 보는 장치가 오실로스코프oscilloscope입니다. 이를 이용해서 직류와 교류를 관찰하면 다음과 같은 그래프를 얻을 수 있습니다. 직류는 평탄한 직선입니다. 교류는 일정한 시간마다 플러스(+)와 마이너스(-)가 반복되는 정현파正弦波(사인파sine wave)의 그래프를 보입니다. 직류는 정적靜的이라서 근거리 전송만 가능하고, 교류는 동적動的이라서 장거리 전송에 효율적입니다. 태극은 정적인 성질인 음과 동적인 성질인 양으로 나뉩니다. 따라서 전기(태극)가 직류(음)와 교류(양)로 나뉘는 것은 자연 섭리에 부합한다고 볼 수 있습니다.

빛의 문명



대한제국을 밝힌 신묘한 불


토머스 에디슨은 비록 전기 전쟁에서 패했지만 특허 수가 1,000종을 넘을 정도로 많은 발명을 한 발명왕이었습니다. 그의 발명품은 이중전신기, 탄소전화기, 축음기, 백열전구, 영화 촬영기⋅영사기, 자기선광법, 에디슨 축전기 등 헤아릴 수 없을 정도입니다. 그중에서도 특히 중요한 일은 백열전구를 개선⋅발전시키고 생산법을 발명한 것입니다. 그는 전구를 보급하기 위해 전기 기기 체계 전체를 창조해 냈습니다. 그리고 그가 전구 실험 중에 발견한 ‘에디슨 효과’는 열전자 현상으로서 연구되고 진공관에 응용되어 전자공업 발달의 바탕이 되었습니다.*3)

*3) 「두산백과」 ‘토머스 에디슨’ 참고



그런데 토머스 에디슨이 발명한 백열전구를 만날 수 있는 곳은 놀랍게도 우리나라입니다. 1897년, 황제 국가 대한제국을 선포한 고종 황제는 나라를 근대국가로 만들기 위해 심혈을 기울였습니다. 4대 근대 시설인 전신, 전화, 전등, 전차를 동시에 갖추어 단기간에 서울과 황궁을 정비한 것도 그중 하나입니다. 당시 기록을 담고 있는 『대한계년사大韓季年史』는 ‘1900년 4월 10일, 민간 최초로 종로 네거리에 가로등 세 개가 점등돼 전차 정거장과 매표소를 밝혔다.’고 적고 있습니다. 그리고 이를 기념하기 위해 대한전기협회를 비롯한 전기산업계가 뜻을 모아 1966년부터 4월 10일을 ‘전기의 날’로 지정하여 기념행사를 개최해 오고 있습니다.

그런데 실제 우리나라 전기 역사의 첫 시작점은 경복궁 건청궁에 전깃불을 밝힌 1887년 3월 6일이라고 합니다. 조선 시대 국왕 직속 특수 무관부였던 선전관청宣傳官廳의 업무일지 『선청일기宣廳日記(1887년 3월 6일)』에 ‘전기소패장電機所牌長(전기기술자)이 근무하다 퇴궐했다.’는 내용이 있기 때문입니다. 이날은 에디슨이 장수명 백열전구를 발명한 1879년 11월로부터 불과 8년 후입니다.

조선에서 처음으로 전깃불이 켜진 그날! 건청궁 주위에는 칠흑 같은 어둠을 밝힌 전등을 구경하기 위해 인산인해를 이뤘다고 합니다. 당시에 전등은 여러 가지 별명으로 불렸습니다. 발전기를 물로 식히기 위해 향원정 연못가에 설치해서 물을 먹고 켜진 불이라 하여 ‘물불’이라고 불렀습니다. 묘한 불이라는 ‘묘화妙火’, 괴상하다 하여 ‘괴화怪火’, 건들거리면서 자주 꺼진다고 ‘건달불’, 뜨거운 물로 인해 물고기들이 떼죽음을 당해 ‘증어蒸魚’라고도 했습니다. 인류에게 불을 전해 주어 문명의 길을 열어 준 프로메테우스처럼, 에디슨의 백열전구는 인류에게 빛을 선사했습니다.*4)

*4) 「한국전기연구원」 ‘전기이야기’ 참고


빛은 입자인가? 파동인가?


빛은 매우 특별한 존재입니다. 그래서 고대로부터 수많은 사람들이 빛의 비밀을 풀고자 했습니다. 갈릴레이Galileo Galilei는 멀리 떨어진 두 산에 각각 사람을 보내서 한 사람이 횃불을 들면 다른 사람이 바로 횃불을 드는 것으로 빛의 속도를 재려고 했습니다. 결국 실패했지만 빛의 속도를 재려 한 최초의 시도였습니다. 광속인 초속 30만 킬로미터에 근접한 결과를 얻은 건 19세기 들어서입니다. 그럼에도 빛이 무엇인가에 대한 궁금증은 그대로 남아 있었습니다.

만유인력과 운동 법칙을 찾아낸 뉴턴Isaac Newton은 빛에 관한 연구도 깊이 했습니다. 프리즘을 이용해 태양 빛이 여러 색깔의 빛으로 이루어졌다는 것을 알아내고, 1704년에는 빛에 관한 연구를 종합해 『광학(Optiks)』을 출간했습니다. 그는 ‘빛을 입자粒子(Particle)’라고 생각했습니다. 전등을 켜면 순식간에 나온 매우 빠른 빛이 사물에 부딪히고 반사되어서 우리 눈에 들어온다는 것입니다.

그런데 1690년 네덜란드의 물리학자 크리스티안 하위헌스Christiaan Huygens(1629~1695)는 『빛에 관한 논술』에서 뉴턴과 달리 ‘빛이 파동波動(Wave)’이라고 주장했습니다. 그러나 뉴턴의 권위로 인해 그의 주장은 받아들여지지 않았습니다. 그러던 1801년 영국의 의사이자 물리학자인 토머스 영Thomas Young(1773~1829)은 ‘두 개의 틈새에 빛을 통과시켰을 때 스크린에 나타난 간섭무늬를 보고 빛이 파동임을 증명’합니다. 빛이 직선으로 움직이는 입자라면 나타날 수 없는 무늬였기 때문입니다. 19세기 말에는 영국의 맥스웰James Clerk Maxwell(1831~1879)과 독일의 헤르츠Heinrich Rudolf Hertz(1857~1894)가 빛이 전자기파의 일종이라는 걸 이론과 실험을 통해 밝혀냈습니다. 이로써 빛의 본질에 관한 논쟁은 파동설의 승리로 끝나는 것처럼 보였습니다.

그러나 과학자들은 빛이 광전효과라는 또 다른 성질이 있다는 걸 알아냈습니다. 광전효과는 금속이나 반도체의 표면에 빛을 쪼이는 순간 안에 있던 전자가 튀어나오는 현상을 말합니다. 이것이 태양전지의 원리로, 이때 나온 전자를 광전자光電子라고 합니다. 문제는 광전효과가 빛의 파동성과는 맞지 않는 결과를 내놓는다는 점이었습니다. 그래서 1905년에 아인슈타인Albert Einstein(1879~1955)은 다시 빛의 입자설을 부활시킵니다. 그러면서 ‘빛이 간섭현상일 때는 분명히 파동이지만 광전효과에서는 입자’라고 주장했습니다. 그는 빛이 에너지 알갱이라고 가정하고 이 빛 알갱이를 광양자光陽子(light quantum)라고 불렀습니다. 빛이 파동이 아니라 불연속적인 에너지를 가지는 알갱이라고 생각한 것입니다. 아인슈타인은 광전효과를 설명한 공로로 1921년에 노벨 물리학상을 수상했습니다.

처음에는 사람들이 아인슈타인의 광양자설을 받아들이지 않았습니다. 그러나 정밀한 실험을 한 결과 아인슈타인의 주장이 옳다는 게 밝혀졌습니다. 결국 과학자들은 ‘빛이 파동의 성질과 함께 입자의 성질도 갖는다.’는 것을 인정하지 않을 수 없었습니다.*5)

*5) 『시민의 물리학』, 「물리산책」 ‘빛의 이중성 – 양자역학이란?’ 참고



빛은 광명의 태극체


물리학에는 두 가지 운동 형태가 있습니다. 하나는 ‘입자粒子’의 운동이고, 다른 하나는 ‘파동波動’입니다. 입자는 명확한 위치를 가지고 있고, 셀 수 있습니다. 파동은 입자의 운동과 완전히 다릅니다. 위치를 정할 수 없고, 셀 수도 없습니다. 단지 매질媒質(transmission medium)을 따라 올라가고 내려가는 진동이 만들어 내는 무늬(패턴)가 연속적으로 전파될 뿐입니다. 음파는 공기 분자들의 진동으로 전파되는 파동이고, 파도는 물 분자들이 진동하면서 만들어집니다. 입자와 파동은 둘 다 에너지를 전달할 수 있다는 공통점도 있습니다. 입자는 충돌을 통해 다른 입자를 움직이게 할 수 있고, 파동은 입자처럼 순간적이지는 않지만 다른 대상을 변화시킬 수 있습니다.

그러나 파동과 입자는 성질이 완전히 달라서 어떤 대상도 파동이라면 입자일 수 없고, 입자라면 파동일 수 없습니다. 반드시 둘 중 하나여야만 합니다. 그런데 빛은 특이합니다. 간섭현상을 보일 때는 파동이고 광전효과를 보일 때는 입자이기 때문입니다. 빛이 경우에 따라서 파동의 성질과 입자의 성질을 모두 가지고 있는 걸 ‘빛의 이중성’이라고 합니다.

 왜 빛은 파동과 입자라는 이중성을 동시에 가지고 있는 것일까요? 이를 역易 철학으로 풀어 보는 것도 의미가 있으리라 생각합니다.

역유태극 시생양의 양의생사상 사상생팔괘
易有太極 是生兩儀 兩儀生四象 四象生八卦
역易에는 태극太極이 있으니, 태극에서 양의兩儀가 생하고, 양의에서 사상四象이 생하고, 사상에서 팔괘八卦가 생한다. (『주역周易』 「계사상전繫辭上傳」)

우주 만물의 구성과 변화 원리를 설명한 『주역周易』의 글귀입니다. 태극은 음과 양을 가능성으로 품고 있지만, 아직 발현되지 않은 상태입니다. 태극이 실제 운동할 때는 음양陰陽⋅사상四象⋅오행五行⋅팔괘八卦⋅십간十干⋅십이지十二支로 드러납니다. 다시 말해서 태극太極은 씨앗과 같습니다. ‘태太’ 자에 ‘콩’이라는 뜻이 들어 있는 것에서도 이를 알 수 있습니다. 콩은 껍질과 배, 배젖, 씨눈으로 구성되어 있습니다. 콩을 땅에 심으면 씨눈에서 뿌리가 내리고, 배가 줄기와 본잎으로 자라납니다. 콩 속에 들어 있던 가능성이 현실로 발현된 것입니다. 이때 콩의 뿌리는 음에 배속할 수 있고, 줄기와 잎은 양에 배속할 수 있습니다. 따라서 콩을 뿌리의 입장에서 보면 음이지만, 줄기와 잎의 입장에서 보면 양이 됩니다. 마찬가지로 

빛은 입자의 속성과 파동의 속성을 모두 포함하고 있습니다. 그 이유는 빛이 음(입자성)과 양(파동성)을 모두 품고 있는 광명의 태극체이기 때문입니다. 그래서 경우에 따라 입자의 성질을 띠기도 하고, 파동의 성질을 띠기도 하는 것입니다.



바람처럼 날아가는 시간


1년 중에서 봄⋅여름 전반기는 양의 계절이라 하고, 가을⋅겨울 후반기는 음의 계절이라고 합니다. 봄여름에는 날씨가 더워지면서 만물이 분열하고, 가을과 겨울에는 날씨가 추워지면서 만물이 통일하기 때문입니다. 물이 열을 받으면 기체가 되는 것처럼, 물질이 분열하면 형체가 사라지고 에너지가 됩니다. 반대로 기체가 냉각되면 물이 되는 것처럼, 에너지가 통일하면 형체가 생기고 물질이 됩니다. ‘물질의 질량이 에너지로 변환될 수 있고 에너지는 질량으로 변환될 수 있다는 아인슈타인의 질량-에너지 등가원리(E=mc2 - E:에너지, m:질량, c:빛의 속도)’는 이를 잘 설명하고 있습니다. 

유형의 물질은 음에 배속할 수 있고, 무형의 에너지는 양에 배속할 수 있습니다. 그러므로 역 철학으로는 질량-에너지 등가원리를 ‘음생양陰生陽⋅양생음陽生陰’으로 표현할 수 있습니다.



앞서 물리학에는 입자粒子(Particle)와 파동波動(Wave)의 운동 형태가 있다고 했습니다. 

입자는 유형이고, 파동은 무형입니다. 그러므로 입자는 음에 배속할 수 있고, 파동은 양에 배속할 수 있습니다.

 이는 글자에서도 알 수 있습니다. ‘입粒’ 자는 곡식의 낟알이라는 뜻이고, ‘자子’ 자는 열매라는 뜻입니다. 모두 만물이 통일되어 있는 씨앗을 뜻합니다. 그리고 첫 번째 지지地支인 자子는 오행으로 음수陰水에 해당합니다. 이에 반해 ‘파波’ 자에는 요동搖動한다는 뜻이 있고, ‘동動’ 자에는 움직인다는 뜻이 있습니다.

흔히 ‘세월은 유수流水와 같다.’고 합니다. 영어로는 ‘Time flies like the wind(시간이 바람처럼 날아간다).’라고 표현합니다. 이를 통해 시간을 동적이면서 무형으로 인식했다는 걸 알 수 있습니다. 이에 비해 공간은 정적이고 유형입니다. 그러므로 시간은 양에 배속할 수 있고, 공간은 음에 배속할 수 있습니다. 이는 글자에서도 알 수 있습니다. ‘시時’ 자에는 ‘날 일日’ 자가 들어 있습니다. 해는 분주히 움직이며 매일 떴다 지기를 반복하고 있습니다. ‘공空’ 자에는 ‘구멍 혈穴’ 자가 들어 있습니다. 풍수지리에서는 땅의 정기精氣가 모인 곳을 혈穴 자리라고 합니다.

밝은 빛이 만든 인류 문명


빛은 파동의 성질을 띠고 있습니다. 음파는 공기 분자들의 진동으로 전파되는 파동이고, 파도는 물 분자들이 진동하면서 만들어집니다. 그러나 빛은 무엇이 진동하면서 전파되는 파동인지 알 수 없었습니다. 이 문제를 풀기 위해서는 과거로 돌아가야 합니다.

서기전 6세기에 그리스의 자연철학자 탈레스Thales는 송진이 굳어져 형성된 호박琥珀을 문지르다 먼지가 달라붙는 걸 발견했습니다. 최초로 정전기靜電氣라는 전기 현상을 발견한 것입니다. 그래서 전기를 뜻하는 electricity가 호박을 뜻하는 그리스어 Elecktron에서 유래했습니다. 비슷한 시기에 그리스인들은 마그네시아Magnesia 지역에서 나오는 광물이 쇠붙이를 잡아당기는 것도 알고 있었습니다. 자석磁石을 뜻하는 magnet이 여기에서 유래했습니다.

신비로운 현상으로 남아 있던 전기와 자기에 관한 연구가 본격적으로 시작된 건 16세기 이후입니다. 보통 털가죽끼리 문지르면 서로 밀어내고, 털가죽과 고무를 문지르면 서로 당깁니다. 물리학자들은 서로 밀고 당기는 힘이 전하의 성질에 따라 다르다고 보고, 양(+)의 전하와 음(-)의 전하로 분류했습니다. 그리고 서로 같은 부호의 전하끼리는 밀어내고, 서로 다른 부호의 전하끼리는 잡아당긴다고 가정했습니다. 그런데 전기와 비슷한 성질을 보이는 게 또 있습니다. 자석은 서로 밀기도 하고 당기기도 합니다. 전기에서 양과 음이라고 하듯이 자기에서는 N극과 S극이라고 부릅니다. 그러나 당시에는 전기와 자기가 어떤 관계가 있는지 알 수 없었습니다.

그러다 전류를 지속적으로 흐르게 하는 볼타전지가 발명되면서 새로운 사실이 드러났습니다. 덴마크의 과학자 한스 크리스티안 외르스테드Hans Christian Ørsted(1777~1851)는 전지에 철사를 연결해서 전류를 흘리다가 나침반이 돌아가는 걸 발견했습니다. 곧이어 앙드레 마리 앙페르André-Marie Ampère(1775~1836)는 ‘전선에 전류를 흐르게 하면 자석이 된다.’는 외르스테드의 실험을 수학 방정식으로 정립했습니다. 이를 ‘앙페르의 법칙’이라고 합니다. 이후 미국의 물리학자 마이클 페러데이Michael Faraday(1791~1867)는 ‘힘은 두 전하 또는 두 개의 자석 사이에서 즉시 작용하는 것이 아니라, 전기장과 자기장을 통해 힘을 주고받는다.’고 생각했습니다. 그래서 화살표를 사용하여 양전하 주위에는 전기장이 바깥으로 뻗어 나가는 형태로 형성되고, 음전하 주위에는 안쪽으로 모이는 형태로 형성되는 것을 그렸습니다.

역 철학에서 분열하는 성질은 양에 배속하고, 통일하는 성질은 음에 배속합니다. 그러므로 양전하와 음전하를 발산하는 형태와 수렴하는 형태로 그린 것은 자연 섭리에 부합합니다.

 동양과 서양이 과학 법칙을 통해 서로 만나고 있다는 걸 알 수 있습니다. 자기장을 그릴 때도 전기장과 비슷합니다. 자기장을 나타내는 화살표는 N극에서 나와서 S극으로 들어가는 방향으로 그립니다. 

그러므로 자력선이 밖으로 뻗어 나가는 N극은 양에 해당하고, 자력선이 안으로 수렴하는 S극은 음에 해당한다고 볼 수 있습니다.



외르스테드는 ‘전기장이 변하면 자기장이 생긴다.’는 걸 발견했습니다. 그렇다면 그 반대도 가능하지 않을까요? 페러데이는 전선을 동그랗게 만들고 막대자석을 전선 가까이 가져가 봤습니다. 그랬더니 놀랍게도 검류계의 바늘이 움직였습니다. 이 현상을 ‘페러데이의 법칙’이라고 합니다. 발전기의 기원이 된 이 발견은 전기 혁명을 일으켰습니다.

전기는 먼 곳까지 갈 수 있지만, 자기는 자석 가까이에 형성됩니다. 그리고 양전하와 음전하는 분리되어 독립적으로 존재할 수 있지만, 자석은 N극과 S극이 항상 함께 있습니다. 따라서 

전기는 양에 배속할 수 있고, 자기는 음에 배속할 수 있습니다. 전기는 자기를 만들고 자기는 전기를 만든다는 사실은 ‘음생양陰生陽⋅양생음陽生陰’을 다시 떠올리게 합니다.



1861년 수학자이자 물리학자인 제임스 클러크 맥스웰James Clerk Maxwell(1831~1879)은 이제까지 나온 전기와 자기에 관한 모든 법칙을 종합해서 네 개의 방정식으로 정리했습니다. 이로 인해 맥스웰은 전기와 자기를 통합하여 전자기학을 완성한 과학자가 되었습니다. 전자기력은 만유인력과 더불어 우주를 현재의 모습으로 있게 한 기본적인 힘입니다.
맥스웰은 전자기학 방정식을 완성한 후 ‘전기장과 자기장이 공간을 통해 파동의 형태, 즉 전자기파로 전파될 수 있다.’고 예측했습니다. 실제 맥스웰이 자신의 방정식을 이용해서 전자기파의 속력을 계산해 보니, 빛의 속력과 정확히 일치했습니다. 전자기파의 속력이 빛의 속력과 정확히 일치한다는 것은 무엇을 의미하는 것일까요? 그것은 바로 빛이 전자기파라는 것입니다. 이로써 전기와 자기, 그리고 빛의 대통합이 달성되었습니다. 

인류는 전자기력을 이용하여 현대의 전자기 문명을 이룩했습니다. 따라서 현대 과학 문명은 빛의 문명이라고 해도 과언이 아닐 것입니다.

*6))

*6) 『시민의 물리학』 참고



앞서 태극은 초목의 근원인 씨앗이라고 했습니다. 이를 우주에 적용하면 우주 만유를 낳은 씨앗도 태극입니다. 『도전道典』은 “태시에 대광명이 홀연히 열렸다.”고 적고 있습니다. 『환단고기桓檀古記』 「태백일사太白逸史」 〈삼신오제본기三神五帝本紀〉에도 “우주가 광명으로 시작했다.”고 적혀 있습니다.

태시太始에 하늘과 땅이 ‘문득’ 열리니라. 홀연히 열린 우주의 대광명 가운데 삼신이 계시니, 삼신三神은 곧 일신一神이요 우주의 조화성신造化聖神이니라. (도전道典 1:1:1~2)

대시 상하사방 증미견암흑 고왕금래 지일광명의
大始에 上下四方이 曾未見暗黑하고 古徃今來에 只一光明矣러라
대시大始에 상하와 동서남북 사방에는 아직 암흑이 보이지 않았고, 언제나 오직 한 광명뿐이었다. (『환단고기桓檀古記』 「태백일사太白逸史」 〈삼신오제본기三神五帝本紀〉)

그러므로 빛은 우주 만유를 낳은 씨앗으로 태극이라는 걸 알 수 있습니다. 태극이 음양⋅사상⋅팔괘로 분화되어 나가는 것처럼, 빛도 분화되어 나갑니다.

 즉 태극인 빛은 입자와 파동이라는 음양으로 구성되어 있습니다. 그리고 음양이 사상으로 분화하는 것처럼, 입자는 스핀spin에 따라 양의 성질을 가진 페르미온Fermion과 음의 성질을 가진 보손Boson으로 나뉘고, 파동은 양의 성질을 가진 전기파와 음의 성질을 가진 자기파로 나뉩니다. 또한 사상이 팔괘로 분화하는 것처럼, 페르미온의 기본 입자는 쿼크quark와 렙톤lepton으로 나뉘고, 보손의 기본 입자는 벡터 보손vector boson과 스칼라 보손scalar boson으로 나뉩니다. 전하와 자기도 음전하와 양전하, S극과 N극으로 나뉩니다. 따라서 빛이 이들을 모두 품고 있다고 표현하는 게 더 정확할 것입니다. 과학이 발견한 자연법칙들을 탐구하면 할수록 그 속에서 역 철학의 경이로움을 느끼는 건 필자만이 아닐 것입니다. ■


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Posted by 북두협객
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